DE1249998B - - Google Patents
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Description
DeutscheKl.: 21g-4/01 German class: 21g-4/01
AUSLEGESCHRiFTEDITORIAL
Nummer: 1 249 998Number: 1 249 998
Aktenzeichen: S 93041 VIII c/21 gFile number: S 93041 VIII c / 21 g
Anmeldetag: 9. September 1964Filing date: September 9, 1964
Auslegetag: 14. September 1967Opened on September 14, 1967
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordneten magnetisierbaren Anker, der gleichzeitig als kontaktgebendes Glied und als elektrischer Leiter ausgebildet ist.The invention relates to an electromagnetic relay in a closed housing arranged magnetizable armature, which simultaneously acts as a contact-making member and as an electrical Head is formed.
Relais dieser Art sind infolge des Wegfalles mechanisch betätigter Kontakteinrichtungen aus nur wenigen und verhältnismäßig einfachen Teilen aufgebaut, so daß sie einmal vorteilhaft kleine räumliche Dimensionen besitzen und sich zum anderen für eine billige automatische Fertigung eignen. Ferner sind sie infolge der gekapselten Anordnung der Kontakteinrichtung bei zuverlässiger Arbeitsweise praktisch wartungsfrei. Sie zeichnen sich außerdem infolge der direkten Betätigung des mit einem Gehäuseteil oder mit in das Gehäuse eingesetzten Kontaktelementen kontaktgebend zusammenarbeitenden Ankers durch ein Magnetfeld auch noch durch vorteilhaft kleine Schaltzeiten aus, weshalb diese Relais zunehmend vor allem in Fernsprechanlagen Verwendung finden, wo beispielsweise bei Koppelfeldern eine Vielzahl von Schaltstellen auf möglichst kleinem Raum untergebracht werden soll, wo ferner eine weitestgehend wartungsfreie Betriebsweise verlangt ist und wo schließlich insbesondere Belegungs- bzw. Durchschaltezeiten eine große Rolle spielen.Relays of this type are due to the elimination of mechanically operated contact devices from only a few and constructed relatively simple parts, so that they are once advantageously small spatial dimensions and on the other hand are suitable for cheap automatic production. Furthermore, they are as a result the encapsulated arrangement of the contact device with reliable operation practically maintenance-free. They are also characterized as a result of the direct actuation of the with a housing part or with contact elements inserted into the housing through contact-making cooperating armature a magnetic field also through advantageously short switching times, which is why these relays are increasingly in front especially found in telephone systems where, for example, a large number of switching matrices Switching points should be accommodated in the smallest possible space, where furthermore one as far as possible maintenance-free mode of operation is required and where ultimately, in particular, occupancy or switching times play a major role.
Besonders in diesen Verwendungsfällen, aber selbstverständlich auch bei anderweitigem Einsatz des Relais, beispielsweise als Funktionsrelais, ist es also erstrebenswert, seine Schaltzeiten noch weiter zu verringern, ohne jedoch dabei die räumlichen Abmessungen oder die Betriebssiclierheit nachteiliger zu gestalten.Especially in these cases of use, but of course also for other uses of the relay, for example as a function relay, it is therefore desirable to increase its switching times even further reduce without, however, adversely affecting the spatial dimensions or the operational security design.
Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß zumindest ein die Ankerfläche parallel überdeckender Teil des abgeschlossenen Gehäuses aus magnetisierbarem Material besteht und mit dem einen Pol des Erregerkreises magnetisch verbunden ist und daß der Anker als federnde Lamelle geringer Masse ausgebildet und so angeordnet ist, daß er an seinem im wesentlichen unbewegten Ende mit dem magnetisierbaren Teil des Gehäuses magnetisch leitend verbunden ist und mit seinem der Kontaktgabe dienenden beweglichen Ende in den zwischen den beiden Polen des Erregerkreises gebildeten Arbeitsluftspalt ragt.This is achieved according to the present invention in that at least one of the anchor surfaces parallel overlapping part of the closed housing consists of magnetizable material and with one pole of the excitation circuit is magnetically connected and that the armature as a resilient lamella low mass and is arranged so that it is at its substantially immobile end is connected to the magnetizable part of the housing in a magnetically conductive manner and with its making contact serving movable end in the one formed between the two poles of the excitation circuit Working air gap protrudes.
Durch diese Ausbildung wird eine Arbeitsweise des Relais erreicht, wie sie unter dem Begriff Flußbügelprinzip aus der deutschen Patentschrift 1 121 729 an sich bereits bekannt ist. Nach diesem Flußbügel- 5C prinzip findet im Arbeitsluftspalt eine Flußüberlagerung statt, deren Wirkung in einer etwa dem doppel-Elektromagnetisches RelaisThis design achieves a mode of operation of the relay that is already known per se under the term flux bow principle from German patent specification 1 121 729. According to this Flußbügel- 5 C principle, a flux overlay takes place in the working air gap, the effect of which in an approximately double electromagnetic relay
Anmelder:Applicant:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München, München 2, Wittelsbacherplatz 2Siemens Aktiengesellschaft, Berlin and Munich, Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Adolf Schön,
Hans Eder,Named as inventor:
Adolf Schön,
Hans Eder,
Hugo Angermaier, MünchenHugo Angermaier, Munich
ten Produkt der im Anker und in einem dem Anker parallelliegenden Flußbügel laufenden Magnetflüsse entsprechenden Vergrößerung der im Arbeitsluftspalt auf den Anker ausgeübten Betätigungskraft besteht, wogegen bei Relais herkömmlicher Bauart, die ohne Flußbügel nur mit einem Anker und Kern arbeiten, die resultierende Kraft am Anker lediglich etwa dem Quadrat des im Anker verlaufenden Magnetflusses entspricht. Die Wirkung nach dem Flußbügelprinzip tritt auch dann ein, wenn der Anker nur einen geringeren Anteil, der unbewegliche Flußbügel dagegen den restlichen Anteil des Wirkflusses führt, fm Gegensatz zu den vorerwähnten Relais herkömmlicher Bauart, bei denen der Anker den gesamten Wirkfluß führt und querschnittsmäßig dementsprechend groß bemessen sein muß, kann also der Anker beim Relais gemäß der vorliegenden Erfindung querschnittsmäßig und damit in seiner Masse klein gehalten werden, was sich in einer vorteilhaft kleinen Schaltzeit auswirkt. Unterstützt wird dieser Effekt noch durch die obenerwähnte, an sich vergrößerte resultierende magnetische Kraft, die im Arbeitsluftspalt auf den Anker ausgeübt wird.th product of the magnetic fluxes running in the armature and in a flux bow lying parallel to the armature there is a corresponding increase in the actuating force exerted on the armature in the working air gap, whereas in the case of relays of conventional design, those without a flux bow only with an armature and core work, the resulting force on the armature is only about the square of the magnetic flux running in the armature is equivalent to. The effect according to the flux bow principle occurs even if the anchor only a smaller part, the immobile river bow, on the other hand, carries the remaining part of the effective flow, In contrast to the above-mentioned relays of conventional design, in which the armature covers the entire Active flux leads and must be dimensioned accordingly large in terms of cross-section, so the armature can in the relay according to the present invention in terms of cross-section and thus kept small in its mass which results in an advantageously short switching time. This effect is supported nor by the above-mentioned, actually increased resulting magnetic force in the working air gap is exerted on the anchor.
Während nun bei den bereits bekannten Relais mit Flußbügelwirkung stets ein ais eigenes Bauteil ausgebildeter Flußbügel notwendig ist, der einerseits Herstellungskosten verursacht, die Montagearbeiten vergrößert und nicht zuletzt Raum beansprucht, werden beim Relais gemäß der Erfindung diese Nachteile in der Weise vermieden, daß der Flußbügel durch ein an sich bereits vorhandenes Bauteil, nämlich durch einen Teil des abgeschlossenen Gehäuses gebildet wird. Für den Flußbügel laufen also keine zusätzlichen Kosten auf, noch wird zusätzlicher Raum beansprucht, und es ist außerdem ein beachtlicher weiterer Vorteil, daß die vorteilhafte Wirkung nach dem Flußbügelprinzip erreicht wird, ohne daßWhereas with the already known relays with flux swivel effect, they are always a component of their own Flußbügel is necessary, which on the one hand causes manufacturing costs, the assembly work enlarged and not least takes up space, these are in the relay according to the invention Disadvantages avoided in the way that the flux bow by an already existing component, namely is formed by part of the enclosed housing. So there are no running for the river bow additional cost, additional space is required, and it is a considerable amount as well Another advantage that the advantageous effect is achieved according to the river bow principle, without
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der einfache und für automatische Fertigung geeignete Aufbau des Relais nennenswert geändert wird.the simple structure of the relay, which is suitable for automatic production, is changed significantly.
Wird gemäß einer Fortbildung der Erfindung der magnetisierbare Teil des abgeschlossenen Gehäuses darart bemessen, daß seine magnetische Sättigungsgrenze mehrfach höher ist als diejenige des Ankers, so wird hierdurch sichergestellt, daß trotz der geringen Querschnittsbemessung des Ankers praktisch der gesamte magnetische Wirkfluß im Arbeitsluftspalt nutzbar gemacht wird, indem der vom Anker nicht ■ mehr aufgenommene Anteil des Flusses vom magnetisierbaren Gehäuseteil geführt und im Arbeitsluftspalt überlagert wird.According to a further development of the invention, the magnetizable part of the closed housing dimensioned darart that its magnetic saturation limit is several times higher than that of the armature, this ensures that, despite the small cross-sectional dimensioning of the anchor, practically the entire magnetic flux in the working air gap is made usable by the armature not ■ The more absorbed portion of the flux is guided by the magnetizable housing part and in the working air gap is superimposed.
Zweckdienlich ist es, wenn der den Anker parallel überdeckende magnetisierbare Teil des abgeschlossenen Gehäuses als ein auf eine Trägerplatte im wesentlichen parallel zu deren Ebene aufgesetzter Deckel ausgebildet ist. Hierdurch können bereits vorhandene Werkzeuge für Deckel und Trägerplatte eines abgeschlossenen Gehäuses herkömmlicher Bauart weiter verwendet werden, und es ist lediglich notwendig, für den Deckel geeignetes magnetisierbares Material zu verwenden.It is expedient if the magnetizable part of the closed-off part that overlaps the armature in parallel Housing as one placed on a carrier plate essentially parallel to its plane Lid is formed. This allows existing tools for the cover and carrier plate a closed housing of conventional design can continue to be used, and it is only necessary to use suitable magnetizable material for the lid.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, das abgeschlossene Gehäuse in der Weise als Kontakteinrichtung des Relais auszubilden, daß der Deckel und die Trägerplatte elektrisch voneinander isoliert sind und daß der mit dem Deckel mechanisch und elektrisch leitend verbundene Anker in seiner Arbeitsstellung mit der Trägerplatte kontaktgebend zusammenarbeitet. Auf diese Weise wird eine zuverlässig arbeitende Kontakteinrichtung geschaffen, die sich durch größte Einfachheit auszeichnet. According to a further development of the invention, it is provided that the closed housing in the manner train as a contact device of the relay that the cover and the support plate electrically from each other are insulated and that the armature mechanically and electrically conductively connected to the cover in its working position cooperates with the carrier plate in a contact-making manner. That way will a reliably working contact device created, which is characterized by the greatest simplicity.
Wird bei der zuletzt genannten Ausführungsform der Erfindung die Trägerplatte aus nichtmagnetisierbarem Material ausgebildet, so läßt sich ein in seiner Gesamtheit sehr einfaches elektromagnetisches Relais aufbauen, dessen Erregerkreis einen außerhalb des abgeschlossenen Gehäuses befindlichen, von einer Magnetisierungswicklung umschlossenen Kern besitzt, dessen einer Pol mit dem Deckel magnetisch leitend verbunden ist und dessen Gegenpol dem frei beweglichen Ende des Ankers gegenübersteht. Der über den einfachen Aufbau hinausgehende besondere Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß das abgeschlossene Gehäuse keinerlei seine Dichtheit gefährdende Durchbrüche aufweist. Allerdings läßt sich dabei die Kontakteinrichtung nur als einfacher Arbeitskontakt gestalten.In the last-mentioned embodiment of the invention, the carrier plate is made of non-magnetizable Material formed, so in its entirety a very simple electromagnetic relay build, the excitation circuit of which is located outside the closed housing, from a Has magnetization winding enclosed core, one pole of which is magnetic with the cover is conductively connected and the opposite pole is opposite the freely movable end of the armature. Of the The particular advantage of this embodiment, which goes beyond the simple structure, is to be found therein see that the closed housing has no breakthroughs that could endanger its tightness. However, the contact device can only be designed as a simple working contact.
Soll jedoch eine kombinierte Kontakteinrichtung, beispielsweise ein Umschaltekontakt oder ein Folgekontakt, geschaffen werden, so kann dies dadurch erreicht werden, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in die Trägerplatte und/oder in den Deckel zumindest ein gleichzeitig als elektrischer Leiter dienendes, vorzugsweise stiftartiges Element elektrisch isoliert eingesetzt ist. dessen in das Innere des abgeschlossenen Gehäuses ragendes freies Ende mit dem Anker kontaktgebend zusammen arbeitet.However, if a combined contact device, for example a changeover contact or a follow-up contact, are created, this can be achieved in that, according to a development of the Invention in the carrier plate and / or in the cover at least one serving as an electrical conductor at the same time, preferably pin-like element is used electrically insulated. its in the interior of the closed Housing protruding free end with the armature works together to make contact.
Wenn zumindest ein in die Trägerplatte eingesetztes Element aus magnetisierbarem Material ausgebildet und arßerh-^lb des abgeschlossenen Gehäuses von -rner Wicklrnp umschlossen ist. so kann hier-.:■·.'.Th beispielsweise die Kontaktfolge erweitert oder -Tvrh ·νη T-ffiltekreis für den Anker gescksffcn v/srden.When at least one element inserted into the carrier plate is made of magnetizable material and is enclosed in the enclosed housing by a winding element. hier-.:■·.'.Th so, for example, expands the contact sequence or -Tvrh · νη ffiltekreis T-f or the armature srden gescksffcn v /.
TV-rTVclterrlich ;^ ?f) Vt.e,in ^as Element der zu-TV-rTVclterrlich; ^ ? F) Vt . e , in ^ as element of the
lCf.* cpr-vr™tc: * .v.fil hnmss?orm der FrfindMtig als l Cf. * cpr-vr ™ tc: * .v.fil hnmss? orm der FrfindMtig as
Kern des Erregerkreises ausgebildet ist, dessen der Trägerplatte abgewendetes freies Ende mit dem Dekkel des abgeschlossenen Gehäuses über ein Joch magnetisch leitend verbunden ist. Durch diese Maßnähme wird nämlich der Kern des äußeren Erregerkreises eingespart.The core of the exciter circuit is formed whose free end facing away from the carrier plate with the lid of the closed housing is connected in a magnetically conductive manner via a yoke. Through these measures namely, the core of the external excitation circuit is saved.
Nach einer Fortbildung der Erfindung können die Kontaktelemente und ein oder mehrere im Inneren des abgeschlossenen Gehäuses beweglich befestigteAccording to a development of the invention, the contact elements and one or more inside of the closed housing movably attached
ο Anker derart angeordnet und ausgebildet sein, daß sie als Arbeitskontakt oder als Ruhekontakt oder als kombinierter Kontakt kontaktgebend zusammenarbeiten. ο anchor be arranged and designed so that they can be used as a normally open contact or as a normally closed contact or as a Combined contact working together in a contacting manner.
Eine insbesondere für gute Sprechverbindung wichtige einwandfreie und ferner langlebig wartungsfreie Kontaktgabe wird beim Relais gemäß der Erfindung dann erzielt, wenn das kontaktgebende freie Ende des Ankers in an sich bekannter Weise als Doppelkontakt ausgebildet ist und wenn gegebenenfalls das abgeschlossene Gehäuse in gleichfalls an sich bekannter Weise gasdicht verschlossen und mit Schutzgas gefüllt ist, welche Maßnahmen sich ohne Beeinträchtigung des vorteilhaften Flußbügeleffektes verwirklichen lassen.A flawless and long-lasting maintenance-free, which is particularly important for a good voice connection Contact is achieved in the relay according to the invention when the contact-making free end of the Armature is designed in a manner known per se as a double contact and, if applicable, the closed one Housing closed in a manner known per se in a gas-tight manner and filled with protective gas is what measures can be implemented without impairing the beneficial river iron effect permit.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu sind in den Figuren teilweise aufgeschnittene Relais in perspektivischer Darstellung unter Weglassung aller für das Verständnis der Erfindung unwesentlichen Teile gezeichnet. Im einzelnen zeigtIn the following the invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawing explained in more detail. For this purpose, relays partially cut open in the figures are shown in perspective drawn with omission of all parts that are insignificant for understanding the invention. In detail shows
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel mit Arbeitskontakt, F i g. 1 an embodiment example with normally open contact,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Umschaltekontakt, F i g. 2 an embodiment example with changeover contact,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel mit Folgeumschaltekontakt. 3 shows an exemplary embodiment with a sequential changeover contact.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Trägerplatte bezeichnet, die wahlweise aus magnetisierbarem oder aus nichtmagnetisierbarem Metall oder auch aus nichtmetallischem Werkstoff, beispielsweise aus Keramik, ausgebildet sein kann. Auf diese Trägerplatte 1 ist ein aus magnetisierbarem Werkstoff ausgebildeter Dekkel 2 gasdicht aufgesetzt, wobei in ersichtlicher Weise ein gekapselter Hohlraum 3 geschaffen ist, in dem ein mit 4 bezeichneter Anker im wesentlichen parallel zur inneren Deckelfläche angeordnet ist. Dieser Anker 4 ist als federnde Lamelle mit geringer Masse aus magnetisierbarem Material ausgebildet und über die Punktschweißstelle 5 mechanisch fest und zumindest im Bereich dieser Befestigungsstelle durch Anlage auch magnetisch leitend mit dem Deckel verbunden. An seinem der Befestigungsstelle 5 gegenüberliegenden Ende ist der Anker beweglich und besitzt einen Steg, der durch einen Schlitz 6 in zwei Zungen 7 und 8 geteilt ist. Diese Zungen arbeiten in der Arbeitsstellung des Ankers kontaktgebend mit einem ihnen gegenüberstehenden Ende 9 eines Stiftes 10 zusammen, welcher mittels eines Glaspfropfens II inIn Fig. 1, 1 designates a carrier plate, which is optionally made of magnetizable or non-magnetizable Metal or also made of non-metallic material, for example ceramic can be. On this carrier plate 1 is a cover made of magnetizable material 2 placed gas-tight, an encapsulated cavity 3 is created in an evident manner, in which a with 4 designated armature is arranged substantially parallel to the inner cover surface. This anchor 4 is designed as a resilient lamella with a low mass made of magnetizable material and over the Spot weld 5 mechanically fixed and at least in the area of this fastening point by contact also magnetically connected to the cover. At its opposite the fastening point 5 At the end, the armature is movable and has a web that passes through a slot 6 in two tongues 7 and 8 is divided. In the working position of the armature, these tongues make contact with a opposite end 9 of a pin 10 together, which by means of a glass plug II in
fin bekannter Di uckpjaseinscVimelztechnik in die Trägerpiatie 1 eingesetzt ist. Die Kontaktstellen am Stiftende 9 und an den ZursenT und 8 können zur Verbesserung der Kontcktgabe in ?.n sich bekannter Weise mit nicht gezeichneten: Kontaktmoterial beson- Fin known Di uckpjaseinscVimelztechnik is used in the carrier patient 1. The contact points at the end of the pin 9 and at the ZursenT and 8 can be used to improve the contact in a known manner with not shown:
■;5 derer Güte belegt sein. Der Stift Üft i?.t aus magnetisierbarem Materie! und bildet der. Magnetkern eines nur schematisch angedeuteten äußeren Brveserl-'teises, zu dem eine den Stift V.) umschließende■ ; 5 of which goodness can be proven. The pen is made of magnetizable material! and forms the. Magnetic core of an only schematically indicated outer Brveserl ice cream, to which one enclosing the pin V.)
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